KR20110126431A - 발광 소자 - Google Patents

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KR20110126431A
KR20110126431A KR1020100046105A KR20100046105A KR20110126431A KR 20110126431 A KR20110126431 A KR 20110126431A KR 1020100046105 A KR1020100046105 A KR 1020100046105A KR 20100046105 A KR20100046105 A KR 20100046105A KR 20110126431 A KR20110126431 A KR 20110126431A
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이주석
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엘지이노텍 주식회사
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    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Abstract

실시예에 따른 발광 소자는, 격벽에 의해 복수의 캐비티를 형성하는 몸체, 각 캐비티에 마련되는 발광 칩, 및 각 캐비티를 밀봉하는 봉지재를 포함하며, 격벽은, 일 영역이 상기 봉지재의 표면과 상기 캐비티의 바닥면 사이의 높이로 형성되어 각 발광 칩에서 방출된 빛의 혼합영역을 형성한다.

Description

발광 소자{Light Emitting Device}
실시예는 빛의 연색성, 및 확산성을 개선하는 발광 소자에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종으로, 기존의 형광등, 백열등을 대체하여 차세대 광원으로서 각광받고 있다. 발광 다이오드는 반도체 소자를 이용하여 빛을 생성하므로, 텅스텐을 가열하여 빛을 생생하는 백열등이나, 또는 고압 방전을 통해 생성된 자외선을 형광체에 충돌시켜 빛을 생성하는 형광등에 비해 매우 낮은 전력만을 소모한다. 또한, 발광 다이오드는 반도체 소자의 전위 갭을 이용하여 빛을 생성하므로 기존의 광원에 비해 수명이 길고 응답특성이 빠르며, 친환경적 특징을 갖는다.
이에 따라, 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드를 이용하는 발광 소자의 연색성, 및 확산성을 향상시키기 위한 연구가 진행되고 있다.
실시예는 빛의 연색성, 및 확산성이 향상되는 발광 소자를 제공한다.
실시예에 따른 발광 소자는, 격벽에 의해 복수의 캐비티를 형성하는 몸체, 상기 각 캐비티에 마련되는 발광 칩, 및 상기 각 캐비티를 밀봉하는 봉지재를 포함하며, 상기 격벽은, 일 영역이 상기 봉지재의 표면과 상기 캐비티의 바닥면 사이의 높이로 형성되어 상기 각 발광 칩에서 방출된 빛의 혼합영역을 형성한다.
실시예에 따른 발광 소자는, 원형의 캐비티를 구비하며, 상기 캐비티는 상기 원형의 원점을 중심으로 삼등분하는 격벽으로 구획되는 몸체, 및 상기 세 개의 서브 캐비티 각각에 마련되는 발광 칩을 포함하며, 상기 격벽은 상기 캐비티 표면에서 상기 캐비티의 바닥면 사이의 높이에 형성되어 상기 각 발광 칩에서 방출된 빛의 혼합영역을 형성한다.
여기서, 상기한 발광 소자는 백라이트 유닛, 또는 조명장치에 적용될 수 있다.
실시예는 연색성, 또는 확산성이 향상된 발광 소자를 제공할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 발광 소자를 상측에서 바라본 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 발광소자에 대한 A-A' 단면도,
도 3은 제2 실시예에 따른 발광 소자를 상측에서 바라본 사시도,
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 발광 소자를 상측에서 바라본 상면도,
도 5와 도 6은 두 개의 캐비티면이 이웃하는 영역에 봉지재가 충진되는 방식을 설명하기 위한 참조도면,
도 7은 실시예에 따른 발광 소자를 구비하는 백라이트 유닛의 제1실시예에 대한 사시도,
도 8은 실시예에 따른 발광 소자를 구비하는 백라이트 유닛의 제2실시예에 대한 사시도, 그리고,
도 9는 실시예에 따른 발광 소자를 구비하는 조명장치의 일 예에 대한 사시도를 나타낸다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에, "아래(under)"에, 상측(upper)에, 또는 하측(lower)에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)", "아래(under)", 상측(upper), 및 하측(lower)은 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 발광 소자에 대해 설명한다.
도 1은 제1 실시예에 따른 발광 소자를 상측에서 바라본 사시도를 나타내고, 도 2는 도 1에 도시된 발광소자에 대한 A-A' 단면도를 나타낸다.
도 1과 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 발광 소자는 일측에 러프니스(21)가 형성되며, 제1 캐비티(22)와 제2 캐비티(23)을 구비하는 몸체(20), 제1 캐비티(22)에 마련되는 제1전극(31), 제2전극(32), 및 제2 캐비티(23)에 마련되는 제3전극(33)과 제4전극(34)를 포함할 수 있다. 몸체(20)의 외측 일면에는 외부 전원을 공급받아 발광 칩(11, 12)에 공급하기 위한 단자(24, 25)가 마련될 수 있다.
몸체(20)는 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 알루미늄 나이트라이드(AlN), AlOx, 액정폴리머(PSG, photo sensitive glass), 폴리아미드9T(PA9T), 신지오택틱폴리스티렌(SPS), 금속 재질, 사파이어(Al2O3), 베릴륨 옥사이드(BeO), 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 몸체(20)는 사출 성형, 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한, 몸체(20)는 전도성을 갖는 도체로 형성될 수도 있다. 몸체(20)가 전기 전도성을 갖는 재질로 형성되는 경우, 몸체(20)의 표면에는 절연막(미도시)이 더 형성되어 몸체(20)가 제1전극(31) 내지 제4전극(34)과 전기적으로 쇼트(short) 되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.
몸체(20)의 상면 형상은 발광 소자의 용도 및 설계에 따라 삼각형, 사각형, 다각형, 및 원형 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
몸체(20)에는 상부가 개방되도록 캐비티(cavity)(22, 23)가 형성될 수 있다. 캐비티(22, 23)는 컵 형상, 오목한 용기 형상 등으로 형성될 수 있으며, 캐비티(15)의 내 측면은 바닥에 대해 수직한 측면이거나 경사진 측면이 될 수 있다.
캐비티(22, 23)를 위에서 바라본 형상은 원형, 사각형, 다각형, 타원형 등의 형상일 수 있다. 또는, 도 1과 도2에 도시된 바와 같이, 캐비티(22, 23)를 위에서 바라본 형상은 사각형의 모서리가 곡선인 형상일 수도 있다.
몸체(20)의 적어도 일 측면에는 러프니스(roughness : 거칠기)(21)가 형성될 수 있다. 러프니스(21)는 실시예에 따른 발광 소자의 제조 공정, 구체적으로는 복수의 발광 소자를 개별 소자 단위로 분리하는 커팅(cutting) 공정에 의해 형성된다.
또한, 몸체(20)의 상측에는 캐소드 마크(cathode mark)(26)가 형성될 수 있다. 캐소드 마크(26)는 발광 소자의 제1전극(31) 내지 제4전극(34)의 극성을 구분하여, 제1전극 내지 제4전극(31 ∼ 34)을 전기적으로 연결할 때, 혼동을 방지하는데 이용된다.
제1전극(31)과 제2전극(32)은 서로 전기적으로 분리되도록 이격되어 몸체(20)에 설치된다. 마찬가지로, 제3전극(33)과 제4전극(34)도 상호 이격되어 제2 캐비티(22)에 설치된다.
제1전극(31) 내지 제4전극(34)은 발광 칩(11, 12)에 전기적으로 연결되며, 외부 전원(미도시)의 양(+)극과 음(-)극에 각각 연결될 때, 발광 칩(11, 12)에 전원을 공급할 수 있다.
몸체(20)는 제1 캐비티(22), 및 제2 캐비티(23) 두 개의 캐비티를 구비하며, 각각의 캐비티(22, 23)에는 발광 칩(11, 12)이 설치된다. 제1 캐비티(22)와 제2 캐비티(23)를 구획하는 격벽(28)의 일 영역은 바닥면 방향으로 함몰되어 제1발광 칩(11)과 제2발광 칩(12)에서 방출되는 빛을 혼합하는 혼합 영역(mix_area)을 형성한다. 혼합 영역(mix_area)은 제1발광 칩(11)과 제2발광 칩(12)에서 방출되는 빛이 상호 혼색을 일으키도록 함으로서, 각 발광 칩(11, 12)의 색이 자연스럽게 혼합되도록 하며, 이를 통해 제1발광 칩(11)과 제2발광 칩(12)에서 방출되는 색의 연색성을 향상시킨다.
제1발광 칩(11)과 제2발광 칩(12)의 색상은 R(RED), G(GREEN), B(BLUE) 삼원색 중 하나거나, UV를 출력할 수 있다.
예컨대, 제1발광 칩(11)과 제2발광 칩(12)의 색상은 각각 R(RED), 및 B(BLUE) 색상의 발광 칩이거나,
제1발광 칩(11)과 제2발광 칩(12)의 색상이 각각 R(RED), G(GREEN) 색상의 발광 칩 이거나,
또는 제1발광 칩(11)과 제2발광 칩(12)의 색상이 각각 G(GREEN), B(BLUE) 색상의 발광 칩일 수 있다.
본 실시예의 발광 소자가 백색 광을 방출하고자 할 때, RED, GREEN, 및 BLUE 세 가지의 색상이 혼합하여야 한다. 따라서, 제1발광 칩(11)과 제2발광 칩(12)에서 R, G, B 색상 중 두 개의 색상을 방출할 때, 나머지 하나의 색상은 제1발광 칩(11)과 제2발광 칩(12) 위에 충진되는 봉지재에 포함되는 형광체를 통해 구현될 수 있다.
형광체는 제1 캐비티(22)와 제2 캐비티(23)를 밀봉하는 봉지재에 혼합되며, 제1발광 칩(11)과 제2발광 칩(12)에서 방출되는 빛의 색상이 R, G, B 중 두 가지 색상에 해당할 때, R, G, B 색상 중 제1발광 칩(11)과 제2발광 칩(12)에서 방출되지 않는 나머지 색상을 띄는 입자로 형성되어, 봉지재에 혼합될 수 있다.
제1 캐비티(22)와 제2 캐비티(23)는 격벽(28)에 의해 구획된다. 격벽(28)은 일 영역이 바닥 방향으로 향하도록 함몰 형성되어 몸체(20)의 다른 영역의 높이에 비해 낮게 형성된다. 격벽(28)은 제1발광 칩(11)과 제2발광 칩(12)에서 방출되는 빛이 혼합되어 자연스러운 색상을 띌 수 있도록 하는 혼합영역(mix_area)을 형성한다. 혼합영역(mix_area)은 격벽(28)의 높이가 낮아지는 영역, 즉 격벽(28)이 함몰되는 영역, 및 그 주변영역을 지칭한다.
혼합영역(mix_area)에서, 제1발광 칩(11)과 제2발광 칩(12)에서 방출되는 빛은 서로 혼색된다. 도 2에서, 혼합영역(mix_area)은 격벽(28)이 단차를 형성하는 영역 주변에 형성되고, 혼합영역(mix_area) 이외의 영역에서는 제1발광 칩(11)과 제2발광 칩(12)에서 방출되는 빛이 형광체를 통해 여기된다.
제1 캐비티(22)와 제2 캐비티(23)는 제1발광 칩(11)과 제2발광 칩(12)을 외부로부터 격리하고, 제1발광 칩(11)과 제2발광 칩(12)에서 방출되는 빛을 여기하기 위해 봉지재가 충진된다. 봉지재는 제1봉지재(36), 및 제2봉지재(35)로 구성될 수 있다. 제1봉지재(36)는 투명재질의 실리콘이 적용될 수 있고, 제2봉지재(35)는 형광체를 포함하는 실리콘 재질일 수 있다. 봉지재는 투명(또는 반투명) 재질로 형성되는 것이면 어떠한 재질이든 무관하며, 봉지재에 포함될 형광체는 제1발광 칩(11)과 제2발광 칩(12)에서 방출되는 빛의 파장에 따라 결정되므로 따로, 한정하지는 않는다.
격벽(28)의 높이(h2)는 몸체(20)의 높이(h1)에 비해 낮게 형성된다. 그러나, 격벽(28)의 높이(h2)는 제1봉지재(36)가 충진되는 높이 보다는 높거나 동일한 높이로 형성되며, 바람직하게는, 몸체(20)와 제1 캐비티(22), 또는 제2 캐비티(23)의 바닥면 사이의 높이로 형성될 수 있다.
한편, 제1봉지재(36)와 제2봉지재(35)가 각각 형광체를 포함하는 제1봉지재(36)와 투명 재질의 제2봉지재(35)인 것을 예시하였으나, 제1봉지재(36)와 제2봉지재(35)가 각각 투명 재질, 및 형광체를 포함하는 타 재질로 형성될 수 있음은 물론이다.
제1전극(31) 내지 제4전극(34)은 금속과 같은 전도성 재질, 예컨대, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 하나, 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다.
제1전극(31) 내지 제4전극(34)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 몸체(20)의 재질이 전도성 금속 재질일 경우, 전기적인 쇼트를 방지하기 위해, 일부 영역이 비 전도성 재질(예컨대, 합성 수지, PPE, 및 실리콘 등)로 코팅 처리될 수 있다.
제1전극(31) 내지 제4전극(34)은 몸체(20)의 바닥을 관통하도록 형성되어 발광 소자(1)의 바닥을 이루며, 제1전극(31) 내지 제4전극(34)의 말단은 몸체(20)의 외측에 노출될 수 있다.
여기서, 제1전극(31) 내지 제4전극(34)이 몸체(20)의 외부로 노출되므로 제1전극(31) 내지 제4전극(32) 중 어느 하나에 마운트되는 제1발광 칩(11)과 제2발광 칩(12)에서 발생하는 열이 제1전극(31) 내지 제4전극(34)를 통해 효율적으로 방열될 수 있다.
또한, 몸체(20)의 외측으로 돌출되는 제1전극(31) 및 제2전극(32)의 말단에는 솔더링(Soldering) 등이 실시되어, 발광 소자(1)를 기판(미도시) 등의 외부 설치 부재에 용이하게 실장할 수 있다.
도 3은 제2 실시예에 따른 발광 소자를 상측에서 바라본 사시도를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 발광 소자는 몸체(50), 몸체(50))에 형성되는 4개의 캐비티(51 ∼ 54), 각 캐비티(51 ∼ 54)에 마운트되는 발광 칩(41 ∼ 44), 4개의 캐비티(51 ∼ 54)가 이웃하는 영역에 형성되는 격벽(58), 발광 칩(41 ∼ 44)에 구동전원을 공급하며, 일 영역은 몸체(50)의 외부로 노출되는 전극(56, 57)을 포함한다.
몸체(50)에는 제1 캐비티(51) 내지 제4 캐비티(54)를 구획하는 십자 형태의 격벽(58)이 마련되며, 격벽(58)이 바닥면을 향해 함몰된 영역에서 각 발광 칩(41 ∼ 44)이 방출하는 빛이 혼합되는 혼합영역(mix_area)이 형성된다.
도 3에는 십자 형태의 격벽(58)에 의해 제1 캐비티(51) 내지 제4 캐비티(54)가 형성된다. 4개의 발광 칩(41 ∼ 44) 중 세개는 R(RED), G(GREEN), 및 B(BLUE) 색상에 대응하며, 남는 하나는 백색광을 방출하는 발광 칩일 수 있다. 이 경우, 백색광을 방출하는 발광 칩은 발광 소자의 전체 휘도를 증가시키는 효과를 위해 배치될 수 있다. 4개의 발광 칩(41 ∼ 44)중 백색광을 방출하는 발광 칩은 청색 광을 방출하거나, UV(Ultra Violet) 광을 방출하는 발광 칩일 수 있으며, 해당 발광 칩은 청색 광을 방출할 경우, 황색 형광체가 봉지재로 충진된다.
예컨대, 발광 칩(41, 42, 43)이 각각 R, G, B 색상의 광을 방출한다고 가정할 때, 발광 칩(41, 42, 43)이 설치된 제1 캐비티(51), 제2 캐비티(52), 및 제3 캐비티(53)에는 투명 재질의 봉지재가 충진되나, 발광 칩(44)이 설치된 제4 캐비티(54)에는 황색 형광체가 혼합된 실리콘 재질의 봉지재가 충진될 수 있다.
다른 한편으로, 제1 캐비티(51) 내지 제3 캐비티(53)에 설치되는 제1발광 칩(41), 제2발광 칩(42), 및 제3발광 칩(43)이 각각 R, G, B 색상을 표현할 때, 제4 캐비티(54)는 사용되지 않도록 함으로써 발광 소자를 3색 발광방식으로 구현할 수도 있다. 이 때, 제4발광 칩(44)은 몸체(50)에서 제거될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 발광 소자를 상측에서 바라본 상면도를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 몸체(60)는 3개의 캐비티(61 ∼ 63)를 구비하며, 3개의 캐비티(61 ∼ 63)는 원형을 이룬다. 몸체(60)의 외관은 상측에서 바라볼 때, 사각형의 형상을 이루며, 외부 전원을 각 발광 칩(61a ∼ 63a)에 공급하기 위한 4개의 단자(65 ∼ 68)를 외부로 노출한다.
몸체(60)에 형성되는 제1 캐비티(61), 제2 캐비티(62), 및 제3 캐비티(63)은 격벽(64)에 의해 구획되어 원형을 삼등분 한 형태를 갖는다.
격벽(64)의 높이는 내측 동심원을 형태의 혼합영역(mix_area)에서 낮아지도록 형성된다. 도 4에서, 격벽(64)의 b 영역의 높이는a 영역의 높이에 비해 낮게 형성된다. 따라서, 제1발광 칩(61), 제2발광 칩(62), 및 제3발광 칩(63)에서 방출되는 빛은 혼합영역(mix_area)에서 혼색되며, 제1발광 칩(61a) 내지 제3발광 칩(63a)이 개별적으로 방출하는 빛에 의해 백색광을 형성하는 방식에 비해 우수한 연색성을 얻을 수 있다. 이때, 제1발광 칩(61a) 내지 제3발광 칩(63a)은 각각 R(RED), G(GREEN), 및 B(BLUE) 색상의 빛을 방출한다.
한편, 제1발광 칩(61a) 내지 제3발광 칩(63a)이 각각 R(RED), G(GREEN), B(BLUE) 색상을 방출하므로, 본 실시예에서, 제1 캐비티(61), 제2 캐비티(62), 및 제3 캐비티(63)에는 투명 재질의 봉지재가 충진될 수 있다. 제1 캐비티(61) 내지 제3 캐비티(63)에 충진되는 봉지재는 모두 동일한 재질로 형성될 수 있다.
도 5와 도 6은 두 개의 캐비티면이 이웃하는 영역에 봉지재가 충진되는 방식을 설명하기 위한 참조도면을 도시한다.
먼저, 도 5를 참조하면, 몸체(70)에는 제1 캐비티(71)와 제2 캐비티(72)가 형성되며, 제1 캐비티(71)에는 제1발광 칩(73)이 설치되고 제2 캐비티(72)에는 제2발광 칩(74)이 설치된다.
제1 캐비티(71)와 제2 캐비티(72)에는 두 개의 발광 칩(73, 74)가 설치되므로, 두 개의 발광 칩(73, 74)을 이용하여 백색 광을 형성하기 위해, 형광체를 필요로 한다. 따라서, 제1 캐비티(71)와 제2 캐비티(72)에는 제1발광 칩(73)과 제2 발광 칩(74)를 밀봉하기 위한 투명 재질의 제1봉지재(76)와, 형광체를 포함하는 제2봉지재(75)가 순차로 충진된다. 물론, 발광 칩(73, 74)에 충진되는 봉지재가 형광체를 포함하고, 그 위에 충진되는 봉지재가 투명 재질의 봉지재일 수도 있다.
제1봉지재(76)와 제2봉지재(75)는 제1 캐비티(71)와 제2 캐비티(72)에 도포된 후, 경화되면서 A 방향으로 함몰되어 형성될 수 있다.
제1봉지재(76)와 제2봉지재(75)가 함몰되어 형성될 때, 제2봉지재(75)의 표면은 렌즈처럼 작용하여 제1발광 칩(73)과 제2발광 칩(74)에서 방출되는 빛의 조사각을 줄여 방출되는 빛의 집중도를 높일 수도 있다.
제2봉지재(75)의 표면을 평탄하게 형성할 수도 있으며, 이 경우, 제1발광 칩(73)과 제2발광 칩(74)에서 방출되는 빛의 조사각은 넓어지고, 확산성이 증가할 수 있다. 제2봉지재(75)의 표면은 본 발명에 따른 발광 소자의 사용 용도에 따라 A 방향으로 함몰 형성되거나 평탄하게 형성될 수 있다.
다음으로, 도 6은 R, G, 및 B 색상의 삼원색이 모두 갖추어진 경우, 봉지재가 캐비티를 충진하는 방식을 설명한다.
도 6을 참조하면, 몸체(80)에는 두 개의 발광 칩(81, 82)이 도시되어 있으나, 이는 두 개의 캐비티(83, 84)가 이웃하는 영역을 도시하는 것일 뿐, 실제로는 셋, 또는 넷 이상의 발광 칩이 설치되는 경우에 대한 봉지재의 충진 방식을 설명한다. 따라서, 본 도면에 대한 설명에서 발광 칩(81, 82)은 두 개만 도시되나, 실제로는 3개, 또는 4개가 있는 것을 기준으로 설명하도록 한다.
도 6에서, 봉지재(85)는 투명 재질의 실리콘, 또는 수지 재질로 형성된다. 발광 칩(81, 82)이 R, G, B 세가지 색상을 모두 방출하므로, 봉지재가 형광체를 수용할 필요는 없다. 봉지재(85)가 충진되는 제1 캐비티(83)와 제2 캐비티(84)의 영역 중, 혼합영역(mix_area)에서 제1발광 칩(81)과 제2발광 칩(82)에서 방출되는 빛의 일부가 혼합된다. 만일, 발광 칩(81, 82)이 셋 이상일 경우, 예컨대, 4개일 경우에는 R, G, B 색상의 발광 칩 이외에 백색 광을 자체 방출하는 4번째 발광 칩이 포함될 수 있으며, 이 경우, 백색 광을 자체 발광하는 4번째 발광 칩, 및 4번째 발광 칩이 설치되는 캐비티에는 형광체를 포함하는 별도의 봉지재가 충진될 수 있다.
예컨대, 4번째 발광 칩이 청색광을 방출하는 경우, 4번째 발광 칩이 설치되는 캐비티에는 YAG 계열의 형광체가 충진될 수 있으며, 도 5에 도시된 형태와 같이 투명 재질의 봉지재와 형광체를 수용하는 봉지재가 함께 충진될 수 있다. 그러나, 나머지 R, G, B 색상에 대응하는 캐비티에는 도 6에 도시된 바와 같이 투명 재질의 봉지재만 충진되도록 구성된다.
전술한 발광 다이오드는 백 라이트 유닛(BLU : Back Light Unit), 또는 조명장치에 적용될 수 있다.
도 7은 실시 예에 따른 발광소자를 어레이 벼열하여 구성한 백라이트 유닛의 제1 실시예에 대한 사시도를 도시한다.
도 7은 수직형 백라이트 유닛을 나타내며, 도 17를 참조하면 백라이트 유닛은 하부 수납 부재(250), 반사판(220), 복수의 발광소자모듈(240) 및 다수의 광학 시트(230)를 포함할 수 있다.
이때, 발광소자모듈(240)은 복수의 발광소자(644)가 어레이 배열되기 용이하도록 인쇄회로 기판(242)에 실장될 수 있다.
한편, 발광소자(244)의 바닥면에는 다수의 돌기 등이 형성되어, 발광소자(244)들이 R, G, B 색상의 빛을 방출하는 것들로 구성되어 백색광을 형성할 경우, 적색 광, 녹색 광 및 청색 광의 색 혼합효과를 향상시킬 수도 있다. 물론, 발광소자(244)가 백색광만 방출하는 경우에도, 바닥면의 돌기에 의해 백색광이 고루 퍼지면서 방출되도록 할 수 있다.
반사판(220)은 높은 광 반사율을 갖는 플레이트를 사용하여 광손실을 줄일 수 있다. 광학 시트(230)는 휘도 향상 시트(232), 프리즘 시트(234) 및 확산시트(236) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
확산 시트(236)는 발광소자(240)로부터 입사된 광을 액정 표시 패널(미도시)의 정면으로 향하게 하고, 넓은 범위에서 균일한 분포를 가지도록 광을 확산시켜 액정 표시 패널(미도시)에 조사할 수 있다. 프리즘 시트(234)는 프리즘 시트(234)로 입사되는 광들 중에서 경사지게 입사되는 광을 수직으로 출사되게 변화시키는 역할을 한다. 즉, 확산 시트(236)로부터 출사되는 광을 수직으로 변환시키기 위해 적어도 하나의 프리즘 시트(234)를 액정 표시 패널(미도시) 하부에 배치시킬 수 있다. 휘도 향상 시트(232)는 자신의 투과축과 나란한 광은 투과시키고 투과축에 수직한 광은 반사시킨다.
도 8은 실시예에 따른 발광소자를 어레이 배열하여 구성한 백라이트 유닛의 제2실시예에 대한 사시도를 도시한다.
도 8은 엣지형 백라이트 유닛을 도시하며, 도 8을 참조하면, 백라이트 유닛은 하부 수납 부재(300), 빛을 출력하는 발광소자모듈(310), 발광소자모듈(310)에 인접 배치된 도광판(320) 및 다수의 광학 시트(미도시)를 포함할 수 있다. 다수의 광학 시트(미도시)는 도광판(320) 상에 위치할 수 있으며, 이는 도 7을 통해 도시되고 설명된 다수의 광학 시트(230)와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
발광소자모듈(310)은 복수의 발광소자(314)가 인쇄회로기판(312)상에 실장되어 어레이를 이룰 수 있다. 이러한 인쇄회로기판(312)으로는 MCPCB(Metal Core PCB) 또는 FR4 재질의 PCB를 사용할 수 있으며, 이 외에도 다양한 종류가 적용될 수도 있다. 또한 인쇄회로기판(312)은 사각 판 형태뿐만 아니라 백라이트 어셈블리의 구조에 따라 다양한 형태로의 제작이 가능하다.
도광판(320)은 발광소자(314)에서 출력한 빛을 면광원 형태로 변경시켜 액정표시패널(미도시)로 제공하며, 도광판(320)으로부터 제공된 빛의 휘도 분포를 균일하게 만들고 수직 입사성을 향상시키는 다수의 광학 필름(미도시) 및 도광판(320)의 후방으로 방출되는 빛을 도광판(320)으로 반사시키는 반사 시트(미도시)가 도광판(320)의 배면에 위치할 수 있다.
한편, 도 7에서 나타내고 설명한 수직형 백라이트 유닛의 구조와 도 8에서 나타내고 설명한 엣지형 백라이트 유닛의 구조는 혼합하여 사용될 수도 있다.
한편, 본 실시예에 따른 발광 소자는 조명 장치에 적용될 수 있다.
본 실시예에 따른 발광 소자가 조명 장치에 적용되는 일 예는 도 9를 참조하여 설명하도록 한다.
도 9를 참조하면, 조명장치(400)는 등갓(402), 및 등갓(402)의 일 측면에 배열되는 발광 소자(401a ∼ 401n)로 구성되며, 도면에는 도시되지 않았으나, 각 발광 소자(401a ∼ 401n)에 전원을 공급하기 위한 전원장치가 마련될 수 있다.
도 9는 형광등 타입을 예시하고 있다. 그러나, 실시예에 따른 발광 소자는 일반 장미전구 타입, FPL 타입, 형광등 타입, 할로겐 램프 타입, 메탈램프 타입, 및 기타 다양한 타입과 소켓 규격에 적용될 수 있음은 물론이며, 이에 한정하지 않는다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
11 : 제1발광 칩 12 : 제1발광 칩
20 : 몸체 35 : 제1봉지재
36 : 제2봉지재

Claims (16)

  1. 격벽에 의해 복수의 캐비티를 형성하는 몸체;
    상기 각 캐비티에 마련되는 발광 칩; 및
    상기 각 캐비티를 밀봉하는 봉지재;를 포함하며, 상기 격벽은,
    일 영역이 상기 봉지재의 표면과 상기 캐비티의 바닥면 사이의 높이로 형성되어 상기 각 발광 칩에서 방출된 빛의 혼합영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    형광체를 포함하는 제1 봉지재, 및 확산제를 포함하는 제2 봉지재로 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1봉지재는,
    상기 격벽의 첨두와 상기 바닥면 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 봉지재는,
    상기 격벽의 첨두를 봉입하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 봉지재는,
    투명 재질의 제1 봉지재, 및 광 산란을 위한 제2 봉지재로 구성되는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 봉지재는,
    투명 실리콘 인것을 특징으로 하는 발광 소자.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 봉지재는,
    실리콘 확산재를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 발광 칩은,
    RED, GREEN, BLUE 칩인 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제1봉지재는,
    상기 격벽의 첨두와 상기 바닥면 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제2 봉지재는,
    상기 격벽의 첨두를 봉입하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 봉지재는,
    상기 캐비티 내측으로 함몰된 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  12. 원형의 캐비티를 구비하며, 상기 캐비티는 상기 원형의 원점을 중심으로 삼등분하는 격벽으로 구획되는 몸체; 및
    상기 세 개의 서브 캐비티 각각에 마련되는 발광 칩;을 포함하며,
    상기 격벽은 상기 캐비티 표면에서 상기 캐비티의 바닥면 사이의 높이에 형성되어 상기 각 발광 칩에서 방출된 빛의 혼합영역을 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 격벽은,
    상기 각 발광 칩이 상기 각 서브 캐비티에서 빛을 방출하는 조사각이 상호 혼합영역을 형성하도록 교차 가능한 높이로 설정되는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 각 캐비티에는,
    광 산란을 위한 봉지재가 충진되는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 발광 소자를 포함하는 백 라이트 유닛.
  16. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 발광 소자를 포함하는 조명 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20170122450A (ko) * 2016-04-27 2017-11-06 루미마이크로 주식회사 광 혼합형 발광소자 패키지

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